渐开线直齿圆柱齿轮非稳态热弹流润滑分析

应用多重网格技术,不考虑轮齿表面粗糙度的影响,假设润滑剂为牛顿流体,考虑齿轮重合度对轮齿载荷的影响,根据实际轮齿载荷谱简化的轮齿载荷函数,求得了渐开线直齿圆柱齿轮非稳态热弹流润滑问题的完全数值解。结果表明,考虑油膜温升后,温度对轮齿啮入和啮出点的油膜厚度有显著影响。齿轮啮合过程中的最大油膜压力、最高油膜温升和轮齿间摩擦因数最大值都发生在啮合节点附近。在传动比大于1时,齿轮啮合过程中的最小油膜厚度通常在轮齿的初始啮入点。两轮齿间的油膜温升和摩擦因数受滑滚比、卷吸速度和载荷的影响。     

渐开线直齿圆柱齿轮非稳态弹流润滑分析

综合考虑轮齿在不同啮合点处的曲率半径、卷吸速度、轮齿载荷随时间的变化，考虑压力对流体粘度和密度的影响．利用多重网格技术求得齿轮非稳态弹流润滑的完全数值解。分析了单双齿承载载荷谱和啮入冲击载荷对齿轮弹流润滑的影响。     

渐开线直齿轮传动的瞬态热弹流润滑分析

考虑了齿轮在传动过程中轮齿上的载荷、啮合点的卷吸速度、综合曲率半径随时间的变化，以及润滑剂的非牛顿性和热效应，利用多重网格技术，求得了渐开线直齿圆柱齿轮非牛顿瞬态热弹流润滑问题的完会数值解。     

渐开线直齿圆柱齿轮非牛顿瞬态弹流润滑分析

齿轮的润滑设计都是应用理想牛顿流体的结果,但实际上,在中、轻载荷下Ree Eyring流体更符合实际。因 此研究齿轮在非牛顿润滑下的瞬态弹流机理,对于指导齿轮润滑问题的设计更具有工程实际价值。本文应用数值 稳定性好、收敛速度快和计算精度高的多重网格算法,得到了用Ree Eyring流体润滑的齿轮瞬态弹流问题的完全数 值解。     

渐开线直齿轮弹流润滑下的接触疲劳寿命分析

以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,建立了等温润滑条件下考虑冲击载荷、供油条件因素的渐开线直齿轮接触疲劳寿命模型,模型由润滑接触分析数学模型和有限元显式分析模型组成。润滑模型利用多重网格法以及多重网格积分法分别对油膜压力及油膜厚度进行求解后利用数值求解结果进行显式分析。利用显式分析得到von Mises等效应力分布,根据Smith-Watson-Topper接触疲劳计算模型,对轮齿的接触疲劳寿命进行模拟预测。结果表明,随着重合度的增加,沿齿廓的因冲击导致的疲劳危险区有向节圆对应节点处靠近的趋势,同时疲劳寿命也逐渐增大,说明重合度的增大可以有效控制齿面冲击进而提升轮齿的接触疲劳寿命。相比充分供油状态,乏油状态下的齿面摩擦使齿面接触疲劳寿命降低,同时疲劳危险区明显由次表面向表面靠近,增加了接触疲劳失效的可能性,说明弹流润滑对防止接触疲劳发生的重要性,同时也为更加合理地进行齿面处理提供了理论依据。     

渐开线直齿轮瞬态微观热弹流润滑分析

考虑了瞬态效应、轮齿表面油膜温度场和轮齿表面纵向粗糙度等因素,对渐开线直齿圆柱齿轮的弹流润滑问题进行研究。载荷由双齿或单齿承担,根据实际载荷谱简化的轮齿载荷曲线,利用压力求解的多重网格法和弹性变形求解的多重网格积分法以及温度求解的逐列扫描技术,得到渐开线直齿轮瞬态微观热弹流润滑问题的完全数值解,讨论了轮齿间油膜的厚度、压力、温度沿啮合线的变化规律。数值计算结果表明,齿轮表面纵向粗糙度对轮齿间油膜的压力、膜厚、温升都有较大影响。考虑轮齿表面粗糙度后,油膜压力和温升明显增大,并随压力的增加而影响越来越显著,粗糙峰使油膜压力分布和温度分布产生振荡,轮齿表面的粗糙峰对摩擦因数影响较小,摩擦因数和最高温升在节点两侧最大。     

供油条件对渐开线直齿圆柱齿轮弹流润滑的影响

以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,建立齿轮啮合过程中的弹流润滑模型,分析供油条件对齿轮弹流润滑的影响.利用多重网格法,得到在不同供油条件下齿轮啮合过程中的弹流数值解.结果表明:随着供油量的增加,齿轮油膜厚度也随之增加,但当供油量超过一临界值时,油膜膜厚不再增加;乏油对齿轮润滑是不利的,但供油量不是越大越好,存在一临界供油点.     

表面微点蚀对渐开线直齿圆柱齿轮弹流润滑的影响

以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,建立考虑表面微点蚀的润滑模型,给出相应的膜厚方程。通过改变微点蚀坑的弧度及坑深得到不同形貌的凹坑,利用多重网格法求得各微坑的热弹流润滑数值解,并与光滑解进行对比分析。结果表明:微坑的弧度一定时,坑深或外径的增大会使油膜的中心压力减小,中心膜厚增大;微坑的深度一定时,弧度的增大会使接触区中心处各啮合点的油膜压力随之减小,膜厚随之增大;微坑的边缘是非光滑的,这一区域的数值解波动很大。     

齿轮啮入冲击的弹流润滑数值分析

考虑单个轮齿的啮入冲击载荷以及曲率半径、速度沿啮合线的变化，用多重网格法模拟了轮齿从啮入到啮出的整个时间历程，分析了沿啮合线的油膜压力与膜厚的变化，并与静态结果进行了比较。     

渐开线直齿圆柱齿轮的稳态和瞬态弹流的数值计算与分析

应用Newton-Raphson法和低松弛法,在计入挤压效应的情况下,对渐开线直齿圆柱齿轮的弹流润滑（EHL）进行了瞬态的数值计算与分析,得到了高精度的收敛解。并与稳态计算进行了对比,发现了瞬态弹流润滑的一些特征。     

STUDY ON THE LUBRICATION FACTOR OF INVOLUTE SPUR GEARS

Based on a lot of numerical solutions to the problems of the thermal non-Newtonian elasto-hydrodynamic lubrication and some fatigue tests with rollers the lubrication factor of involute spur gears (called gear for short) is investigated. The results suggest that gear lubrication effects bear close relations to a dimensionless parameter D which is synthetically determined by gearing rotational speed,load,material,dimension and lubricant viscosity.When D<8,the gear fatigue life increases as the lubricant viscosity is increased;When D>8,however,the life decreases with the viscosity addition,which is in marked contrast to the lubrication factor Z recommended by the International Standard for Computing Cylindrical Gear Strength.At the end,a set of formulae for calculating gear lubrication factors suitable for different working conditions are advanced.     

EFFECT OF INVOLUTE CONTACT RATIO ON THE DYNAMIC PERFORMANCE OF SPUR GEAR WITH NOTOOTH PROFILE MODIFICATION

The effect of involute contact ratio on the torsional vibration behavior of spur gear-pair isstudied analytically through a mass-spring model. The tooth stiffness in model not only has a relationwith time, as many prior studies presented, but, more important, with involute contact ratio (ICR) aswell. The ICR embodies its impact on the spur gear's dynamic performance through changing theproportion of tooth stiffness when there are n+1 teeth in contact to tooth stiffness when there are n     

直齿轮啮合弹性流体动力润滑的非稳态效应的研究

分析了渐开线直齿轮啮合弹流润滑的非稳态参数,推导了其弹流润滑方程组,并沿整个啮合线上作了完全的数值解,指出了齿轮啮合弹流润滑应考虑非稳态效应。     

保角映射法分析直齿轮轮齿变形

分析了用平面弹性理论的复变函数法求直齿轮轮齿变形的理论——保角映射法,完成了求载荷作用点位移的解析解,用具有10个分式项表达的映射函数,提高了映射齿形精度,得到计算轮齿变形的精确解;用该法计算得到赫兹接触下的变形值与Terauchi集中载荷法求得轮齿变形的结果对比,精度大大提高;并将该结果与著名的Weber及Lunderg公式对比,证明该法是可靠的。     

斜齿圆柱齿轮的热弹流润滑理论

将斜齿圆柱齿轮在某一啮合瞬时啮合线上的热弹流润滑问题近似等效为两反向圆锥滚子的准稳态热弹流润滑问题。应用多重网格法和逐列扫描法数值求解一对斜齿圆柱齿轮某啮合瞬时的准稳态热弹流润滑现象。结果表明：第一,斜齿圆柱齿轮接触线上各点的压力、膜厚、油膜温度和两齿面的温度均不相同,且温度分布的差异较明显。在接触区内,最低温升接近于零,最高温升则超过100 K。这是由于压力和膜厚的分布主要取决于沿滚子长度方向各点等效半径的分布曲线,而温度的分布则主要由沿滚子长度方向各点滑滚比的取值而定。第二,端部修形虽然可以降低端部高压和高温,但端部的压力和温度仍比中部高,膜厚比中部薄。对应到两齿面上,油膜中压力和温度较高,厚度较薄的位置最易发生点蚀和胶合破坏。